DE102017109493A1

DE102017109493A1 - Luminaire arrangement with a ballast and a lamp

Info

Publication number: DE102017109493A1
Application number: DE102017109493.8A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Illers; Ulrich Klipstein; Wilfried Brauckmann
Original assignee: B & S Elektronische Geraete GmbH; B & S Elektronische Gerate GmbH
Current assignee: B & S Elektronische Geraete GmbH; B & S Elektronische Gerate GmbH
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-11-08
Also published as: EP3399843A1; EP3399843B1

Abstract

Bei einer Leuchtenanordnung mit einem Vorschaltgerät (1) und wenigstens einer mit dem Vorschaltgerät (1) über ein Kabel (3) verbundenen Leuchte (2), in der
- das Vorschaltgerät (1) wenigstens
- zwei Anschlüsse für die Bereitstellung einer Betriebsspannung für die Leuchte (2),
- einen Anschluss für ein Schutzpotential,
- einen Anschluss für einen Zündimpuls und
- zwei Anschlüsse eines Sensorkreises für eine Sicherheitsabschaltung aufweist,
- die Leuchte (2) ein Leuchtengehäuse, ein Leuchtmittel (10), eine Zündschaltung (11) und wenigstens einen Schalter (15, 16) für den Sensorkreis sowie wenigstens
- zwei mit dem Leuchtmittel (10) verbundene Anschlüsse für die Zuleitung der Betriebsspannung,
- einen mit dem Leuchtengehäuse verbundenen Schutzanschluss und
- zwei mit dem wenigstens einen Schalter (15, 16) verbundene Anschlüsse aufweist,
- das Kabel (3) mit mindestens einer der Anzahl der Anschlüsse entsprechenden Anzahl von Leitern das Vorschaltgerät (1) mit der Leuchte (2) verbindet, lässt sich eine verbesserte Benutzung dadurch realisieren, dass die Leuchte (2) wenigstens einen Sensor sowie einen Mikrorechner (20) und das Vorschaltgerät (1) einen Mikrorechner (18) aufweist und dass zwischen den Mikrorechnern (18, 20) ein bidirektionaler digitaler Datenaustausch mit jeweils einer Datenübertragungsschaltung (26) und einer Datenempfangsschaltung (30) im Vorschaltgerät (1) und in der Leuchte (2) über das Kabel (3) vorgesehen ist.

In a luminaire arrangement with a ballast (1) and at least one lamp (2) connected to the ballast (1) via a cable (3), in which
- The ballast (1) at least
two terminals for providing an operating voltage for the luminaire (2),
- a connection for a protection potential,
a connection for an ignition pulse and
- has two connections of a sensor circuit for a safety shutdown,
- The lamp (2) a lamp housing, a lighting means (10), an ignition circuit (11) and at least one switch (15, 16) for the sensor circuit and at least
two terminals connected to the lighting means (10) for the supply of the operating voltage,
- One connected to the lamp housing protective terminal and
two terminals connected to the at least one switch (15, 16),
- The cable (3) with at least one of the number of connections corresponding number of conductors, the ballast (1) with the lamp (2), an improved use can be realized that the lamp (2) at least one sensor and a microcomputer (20) and the ballast (1) comprises a microcomputer (18) and that between the microcomputers (18, 20) a bidirectional digital data exchange with a respective data transmission circuit (26) and a data receiving circuit (30) in the ballast (1) and in the Light (2) via the cable (3) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtenanordnung mit einem Vorschaltgerät und wenigstens einer mit dem Vorschaltgerät über ein Kabel verbundenen Leuchte, in der

- das Vorschaltgerät wenigstens zwei Anschlüsse für die Bereitstellung einer Betriebsspannung für die Leuchte, einen Anschluss für ein Schutzpotential, einen Anschluss für einen Zündimpuls und zwei Anschlüsse eines Sensorkreises für eine Sicherheitsabschaltung aufweist,
- die Leuchte ein Leuchtengehäuse, ein Leuchtmittel, eine Zündschaltung und wenigstens einen Schalter für den Sensorkreis sowie wenigstens zwei mit dem Leuchtmittel verbundene Anschlüsse für die Zuleitung der Betriebsspannung, einen mit dem Leuchtengehäuse verbundenen Schutzanschluss und zwei mit dem wenigstens einen Schalter verbundene Anschlüsse aufweist,
- das Kabel mit mindestens einer der Anzahl der Anschlüsse entsprechenden Anzahl von Leitern das Vorschaltgerät mit der Leuchte verbindet.

The invention relates to a lighting arrangement with a ballast and at least one lamp connected to the ballast via a cable, in the

the ballast has at least two terminals for providing a lamp operating voltage, a protection potential terminal, an ignition pulse terminal and two terminals of a safety cut-off sensor circuit,
the luminaire has a luminaire housing, a luminous means, an ignition circuit and at least one switch for the sensor circuit and at least two connections for the supply of the operating voltage connected to the luminous means, a protective connection connected to the luminaire housing and two connections connected to the at least one switch,
- The cable with at least one of the number of connections corresponding number of conductors connects the ballast with the lamp.

Derartige Leuchtenanordnungen werden überwiegend dann verwendet, wenn die wenigstens eine Leuchte, insbesondere in Form eines Strahlers oder Scheinwerfers, in größerer Entfernung von dem Vorschaltgerät eingesetzt wird. Dies ist beispielsweise bei Film- und Fernsehaufnahmen der Fall. Das Vorschaltgerät hat die Aufgabe, die Leuchte mit der Betriebsspannung für das Leuchtmittel der Leuchte zu versorgen und darüber hinaus eine Sicherheitsabschaltung zu gewährleisten, wenn beispielsweise ein Glasbruch in der Glasscheibe der Leuchte auftritt, wodurch die Leuchte bezüglich der Betriebsspannung nicht mehr berührungssicher wäre. Es ist ferner bekannt, beim Einschalten des Vorschaltgeräts elektrische Parameter der angeschlossenen Leuchte im Vorschaltgerät fortlaufend zu messen, um eine Anpassung der Ausgangsleistung des Vorschaltgeräts an die Leistungsaufnahme des Leuchtmittels der Leuchte vorzunehmen.Such lamp assemblies are predominantly used when the at least one lamp, in particular in the form of a radiator or headlamp, is used at a greater distance from the ballast. This is the case, for example, with film and television recordings. The ballast has the task of supplying the lamp with the operating voltage for the lamp of the lamp and beyond to ensure a safety shutdown, for example, if a glass breakage occurs in the glass of the lamp, causing the lamp with respect to the operating voltage would not be safe to touch. It is also known to continuously measure when switching on the ballast electrical parameters of the connected lamp in the ballast to make an adjustment of the output power of the ballast to the power consumption of the lamp of the lamp.

Die bekannten Leuchtenanordnungen sind so ausgebildet, dass sie einem rauen Feldbetrieb standhalten und Verbindungskabel mit möglichst wenigen Leitern benötigen. Für die Realisierung der genannten Funktionen, wie Sicherheitsabschaltung und Leuchtentyperkennung, sind daher analoge Schaltungstechniken verwendet worden, die eine Realisierung mit den vorhandenen Leitern des Kabels ermöglichten. Dabei ist üblicherweise von besonderen Kabeltechniken, wie Verdrillung oder Abschirmung der Leiter abgesehen worden.The known lighting arrangements are designed so that they can withstand harsh field operation and require connection cables with as few conductors as possible. For the realization of said functions, such as safety shutdown and luminaire type detection, therefore analog circuit techniques have been used, which made possible an implementation with the existing conductors of the cable. This is usually apart from special cable techniques, such as twisting or shielding the ladder.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anwendungsmöglichkeiten der bekannten Leuchtenanordnungen zu erweitern, vorzugsweise mit einer Technik, die nicht zwingend zusätzliche Leiter oder den Einsatz besonderer Kabeltechniken erfordert.The present invention has for its object to expand the applications of the known lighting arrangements, preferably with a technique that does not necessarily require additional conductors or the use of special cable techniques.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Leuchtenanodnung der eingangs erwähnten Art dadurch, dass die Leuchte wenigstens einen Sensor sowie einen Mikrorechner und das Vorschaltgerät einen Mikrorechner aufweist und dass zwischen den Mikrorechnern ein bidirektionaler digitaler Datenaustausch mit jeweils einer Datenübertragungsschaltung und einer Datenempfangsschaltung im Vorschaltgerät und in der Leuchte über das Kabel vorgesehen ist.The solution to this problem is achieved in a Leuchtenanodnung of the type mentioned in that the lamp has at least one sensor and a microcomputer and the ballast a microcomputer and that between the microcomputers a bidirectional digital data exchange with a data transmission circuit and a data receiving circuit in the ballast and in the Luminaire is provided over the cable.

Während bei den bisher üblichen Leuchtenanordnungen das Vorschaltgerät die wesentliche Schaltungstechnik beinhaltet und die Leuchtenanordnung lediglich das Leuchtmittel und eine Zündschaltung hierfür beinhaltet hat, wird nach dem erfindungsgemäßen Konzept vorgesehen, dass die Leuchte der Leuchtenanordnung eine eigene Intelligenz durch einen Mikrorechner erhält. Dadurch ist es möglich, wesentliche Parameter der Leuchte im Betrieb festzustellen. Hierzu gehören beispielsweise die Brennspannung des Leuchtmittels, insbesondere des Lichtbogens einer Lichtbogenlampe, die Temperatur der Leuchtmittelfassung, die Temperatur des Reflektors, die Temperatur des Zündgeräts, die Orientierung der Leuchte im Schwerefeld zum Nachweis unsachgemäßer Betriebslagen der Leuchte, eine Betriebsstundenzählung und ggf. eine Überwachung von Sicherheitseinrichtungen. Da die Steuerung und Überwachung der Leuchte weiterhin durch das Vorschaltgerät erfolgen soll, ist die erfindungsgemäße bidirektionale digitale Datenübertragung über das Kabel vorgesehen. Auf diese Weise gelangen - vom Vorschaltgerät gesteuert - Informationen von der Leuchte auf das Vorschaltgerät und werden dort abgespeichert und/oder zur Einleitung von geeigneten Steuerungs- und/oder Signalisierungsmaßnahmen verwendet.While in the usual luminaire arrangements, the ballast includes the essential circuit technology and the luminaire arrangement has included only the light source and an ignition circuit, it is provided according to the inventive concept that the luminaire of the luminaire arrangement receives its own intelligence through a microcomputer. This makes it possible to determine essential parameters of the luminaire during operation. These include, for example, the burning voltage of the lamp, in particular the arc of an arc lamp, the temperature of the bulb holder, the temperature of the reflector, the temperature of the igniter, the orientation of the light in the gravitational field to prove improper operating conditions of the lamp, an operating hours count and possibly monitoring of safety equipment. Since the control and monitoring of the luminaire should continue to take place through the ballast, the bidirectional digital data transmission according to the invention is provided via the cable. In this way, - controlled by the ballast - information from the light on the ballast and are stored there and / or used to initiate appropriate control and / or signaling measures.

Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, die Versorgungsspannung für den Mikrorechner und die Datenübertragungsschaltung und Datenempfangsschaltung der Leuchte aus einer in der Leuchte eingebauten Batterie zu entnehmen. Die Leuchten sind regelmäßig Hochleistungsstrahler mit Leistungsaufnahmen zwischen 150 W und einigen kW. Derartige Strahler weisen eine hohe Temperaturbelastung auf, sodass die Verwendung von Batterien problematisch ist. In einer Ausführungsform wird die Versorgungsspannung für den Mikrorechner und die Datenübertragungsschaltung und Datenempfangsschaltung der Leuchte über Leiter des Kabels übertragen, die nicht für die Übertragung der als Wechselspannung ausgebildeten Betriebsspannung der Leuchte vorgesehen sind. Grundsätzlich läge es nahe, die Versorgungspannung aus der Betriebsspannung des Leuchtmittels der Leuchte abzuleiten. Dann wären Mikrorechner, Datenübertragungsschaltung und Datenempfangsschaltung der Leuchte jedoch nur dann aktiv, wenn die Betriebsspannung für das Leuchtmittel von dem Vorschaltgerät auf die Leuchte übertragen wird. Dies würde die Verwendbarkeit des Mikrorechners und die an ihn anschließbaren Sensoren jedoch erheblich einschränken. Daher ist es vorteilhaft, für die Übertragung der Versorgungsspannung Leiter des Kabels zu verwenden, die nicht für die Übertragung der Betriebsspannung vorgesehen sind.In principle, it is conceivable within the scope of the invention to remove the supply voltage for the microcomputer and the data transmission circuit and data reception circuit of the luminaire from a battery installed in the luminaire. The luminaires are regularly high power lamps with power consumption between 150 W and several kW. Such radiators have a high temperature load, so that the use of batteries is problematic. In one embodiment, the supply voltage for the microcomputer and the data transmission circuit and data receiving circuit of the lamp is transmitted via conductors of the cable, which are not provided for the transmission of the designed as AC voltage operating voltage of the lamp. Basically it would be close to derive the supply voltage from the operating voltage of the lamp of the lamp. In that case, however, the microcomputer, data transmission circuit and data receiving circuit of the luminaire would only be active if the operating voltage for the luminous means was transferred from the ballast to the luminaire. However, this would considerably restrict the usability of the microcomputer and the sensors connectable to it. Therefore, it is advantageous to use for the transmission of the supply voltage conductors of the cable, which are not provided for the transmission of the operating voltage.

Aufgrund der Tatsache, dass die Leiter des Kabels erheblichen Störeinflüssen unterliegen, wenn auf eine besondere und aufwändige Kabeltechnik verzichtet wird, ist es zweckmäßig, die Zeitspannen, in denen Daten von der Leuchte zum Vorschaltgerät übertragen werden, minimal kurz zu halten. Dies gilt insbesondere, wenn gemäß einer Ausführungsform zwei Leiter sowohl zur bidirektionalen Datenübertragung als auch zur Übertragung einer Versorgungsspannung auf die Leuchte genutzt werden. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die Datenübertragungsschaltung der Leuchte durch eine Übertragung von Daten des Vorschaltgeräts aktivierbar ist. Der Mikrorechner kann Daten der an ihn angeschlossenen Sensoren zwischenspeichern und nach einer entsprechenden Aufforderung durch das Vorschaltgerät an das Vorschaltgerät übermitteln. Dadurch ist es insbesondere möglich, die für die Übertragung der Daten von der Leuchte zum Vorschaltgerät benötige elektrische Energie durch die Übersendung eines Aufforderungssignals vom Vorschaltgerät zur Leuchte zu übertragen und in der Leuchte vorübergehend abzuspeichern und für die Übertragung der Daten in der Leuchte zur Verfügung zu haben.Due to the fact that the conductors of the cable are subject to considerable interference, if a special and expensive cable technology is dispensed with, it is expedient to keep the periods of time in which data is transmitted from the luminaire to the ballast circuit minimally short. This applies in particular if, according to one embodiment, two conductors are used both for bidirectional data transmission and for transmitting a supply voltage to the luminaire. It is advantageous in this context if the data transmission circuit of the lamp can be activated by a transmission of data of the ballast. The microcomputer can cache data of the sensors connected to it and transmit it to the ballast after an appropriate request by the ballast. This makes it possible, in particular, to transmit the electrical energy required for the transmission of the data from the lamp to the ballast by transmitting a request signal from the ballast to the lamp and to temporarily store it in the lamp and to have it available for the transmission of the data in the lamp ,

Die Datenübertragung vom Vorschaltgerät zur Leuchte und von der Leuchte zum Vorschaltgerät erfolgt vorzugsweise über Leiter des Kabels, die nicht für die Übertragung der Betriebsspannung für das Leuchtmittel vorgesehen sind. Demgemäß sind die Datenübertragungsschaltung und Datenempfangsschaltung sowohl des Vorschaltgeräts als auch der Leuchte mit nicht für die Übertragung der Betriebsspannung vorgesehenen Leitern des Kabels verbunden. Insbesondere können die Datenübertragungsschaltung und Datenempfangsschaltung sowohl des Vorschaltgeräts als auch der Leuchte mit denselben zwei Leitern des Kabels verbunden sein, sodass die bidirektionale Datenübertragung in beiden Richtungen auf denselben zwei Leitern erfolgt. Diese Leiter können diejenigen Leiter sein, die mit den Anschlüssen des Vorschaltgeräts für den Sensorkreis und mit den beiden mit dem wenigstens einen Schalter verbundenen Anschlüssen der Leuchte verbunden sind. Diese Leiter können sowohl im Vorschaltgerät als auch in der Leuchte mit einer Differenzschaltung verbunden sein, sodass das Datennutzsignal durch Differenzbildung gewonnen wird. Ein auf beide Leiter sich auswirkendes überlagertes Störsignal würde dann in bekannter Weise bei der Differenzbildung ausgelöscht werden.The data transmission from the ballast to the luminaire and from the luminaire to the ballast preferably takes place via conductors of the cable which are not provided for the transmission of the operating voltage for the luminous means. Accordingly, the data transmission circuit and data receiving circuit of both the ballast and the lamp are connected to conductors of the cable not intended for transmission of the operating voltage. In particular, the data transmission circuit and data receiving circuit of both the ballast and the luminaire may be connected to the same two conductors of the cable, so that bidirectional data transmission takes place in both directions on the same two conductors. These conductors may be those conductors connected to the terminals of the ballast for the sensor circuit and to the two terminals of the lamp connected to the at least one switch. These conductors can be connected both in the ballast and in the lamp with a differential circuit, so that the data-use signal is obtained by subtraction. A superimposed interfering signal which would affect both conductors would then be canceled out in a known manner during the subtraction.

Da auf dem Kabel die Betriebsspannung für das Leuchtmittel übertragen wird, unterliegen die übrigen Leiter erheblichen Störeinflüssen durch induktiv und kapazitiv eingekoppelte Störungen in jeweils unterschiedlichem Ausmaß und oft auch mit unterschiedlichen Vorzeichen (Polaritäten). Um spezielle aufwändige Abschirmmaßnahmen zu vermeiden, werden zur Verminderung der Auswirkungen von induktiv eingekoppelten Störungen die Datenübertragungsschaltungen als Stromquellen mit einem hohen Innenwiderstand und die Datenempfangsschaltung mit einem niedrigen Innenwiderstand ausgebildet. Hierdurch werden die Störungen auch dann von der jeweiligen Datenempfangsschaltung ferngehalten, wenn die induktiv oder transformatorisch eingekoppelten Störungen frequenzmäßig im Datenübertragungsband liegen. Zur Verminderung der Auswirkung kapazitiv eingekoppelter Störungen können die Datenempfangsschaltungen Tiefpassfilterkreise mit einer solchen Grenzfrequenz aufweisen, dass eine Trennung höherfrequenter, kapazitiv eingekoppelter Übersprechstörungen von dem Nutz-Datensignal erfolgt.Since the operating voltage for the lamp is transmitted on the cable, the other conductors are subject to significant interference by inductively and capacitively coupled interference in each case to varying degrees and often with different signs (polarities). In order to avoid special bulky shielding measures, to reduce the effects of inductively coupled noise, the data transfer circuits are formed as current sources having a high internal resistance and the data receiving circuit having a low internal resistance. As a result, the interference is kept away from the respective data receiving circuit, even if the inductively or transformerically coupled interference frequencies are in the data transmission band. In order to reduce the effect of capacitively coupled interference, the data reception circuits may have low-pass filter circuits with a cutoff frequency such that a separation of higher-frequency, capacitively coupled crosstalk interference from the useful data signal takes place.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

1 ein Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Leuchtenanordnung bestehend aus einem Vorschaltgerät, einer Leuchte und einem das Vorschaltgerät mit der Leuchte verbindenden Kabel;
2 eine schematische Darstellung der Leiter des Kabels und ihrer Anordnung in dem Kabel;
3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung induktiv eingekoppelter Störungen;
4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung kapazitiv eingekoppelter Störungen;
5 ein Prinzipschaltbild für eine Schaltungsanordnung zur Eliminierung der Auswirkung induktiv eingekoppelter Störungen auf der Empfangsseite;
6 ein Prinzipschaltbild für die Ausbildung einer Datenübertragungsschaltung im Vorschaltgerät und einer Datenempfangsschaltung in der Leuchte;
7 ein Prinzipschaltbild für die Ausbildung einer Datenübertragungsschaltung in der Leuchte und einer Datenempfangsschaltung im Vorschaltgerät;
8 ein Prinzipschaltbild der kompletten Datenübertragungsschaltung und -empfangsschaltung im Vorschaltgerät und in der Leuchte;
9 Ausführungsformen für die in 8 verwendeten Filter.

The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawing. Show it:

1 a schematic diagram of an embodiment of a lamp assembly consisting of a ballast, a lamp and the ballast with the lamp connecting cable;
2 a schematic representation of the conductor of the cable and its arrangement in the cable;
3 a schematic representation for explaining inductively coupled interference;
4 a schematic representation for explaining capacitively coupled interference;
5 a schematic diagram of a circuit arrangement for eliminating the effect of inductively coupled interference on the receiving side;
6 a schematic diagram for the formation of a data transmission circuit in the ballast and a data receiving circuit in the lamp;
7 a schematic diagram for the formation of a data transmission circuit in the luminaire and a data receiving circuit in the ballast;
8th a schematic diagram of the complete data transmission circuit and receiving circuit in the ballast and in the light;
9 Embodiments for in 8th used filters.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Vorschaltgeräts 1, einer Leuchte 2 und eines das Vorschaltgerät 1 mit der Leuchte 2 verbindenden Kabels 3. Das Vorschaltgerät ist an eine übliche Wechselspannungsversorgung mit den Leitern L1, N und PE (mit den Gehäusen verbundener Schutzleiter) angeschlossen. Die auf den Leitern L1, N übertragene Wechselspannung wird in einer Gleichrichterschaltung 4 gleichgerichtet und geglättet. In einer nachfolgenden Tiefsetz- und Regelstufe 5 wird in bekannter Weise ein Gleichstrom erzeugt und geregelt. In einer nachfolgenden Wechselrichterstufe 6 wird der Gleichstrom in bekannter Weise mit einer Vollbrückenschaltung 7 so geschaltet, dass auf zwei Ausgangsleitungen das Spannungspotential abwechselnd auf der einen oder anderen Leitung anliegt, sodass ein Strom mit wechselnder Polarität auf den beiden Ausgangsleitungen fließen kann. Über einen Sicherheitsschalter 8 sind die Ausgangsleitungen über ein EMV-Filter 9 mit Leitungen LH und LL des Kabels 3 verbunden. In der Leuchte 2 führen die Leitungen LH und LL auf zwei Elektroden eines Leuchtmittels 10, durch das somit abwechselnd Strom in der einen und in der anderen Richtung fließt. Das Leuchtmittel 10 kann in unterschiedlichen Ausführungsformen ausgebildet sein, ist nach derzeitiger Technik vorzugsweise eine Hochdruck-Entladungslampe, beispielsweise eine Hochdruck-Metallhalogenlampe. In die zum Leuchtmittel 10 führenden Leitungen sind Induktivitäten eingesetzt, über die von einem Zündimpulsgeber 11 generierte Stromstöße als Zündimpulse auf die Elektroden des Leuchtmittels 10 gelangen, um das Leuchtmittel 10 zu zünden. Für die Erzeugung des Zündimpulses wird ein Leiter Z des Kabels 3 im Vorschaltgerät mit einem Zündschalter 12 mit dem Leiter LH bzw. dem entsprechenden Ausgang der Wechselrichterstufe 6 verbunden. 1 shows the basic structure of a ballast 1 , a light 2 and one the ballast 1 with the light 2 connecting cable 3 , The ballast is connected to a standard AC power supply with the conductors L1, N and PE (protective conductor connected to the housings). The AC voltage transmitted on the conductors L1, N is in a rectifier circuit 4 rectified and smoothed. In a subsequent step-down and regulation stage 5 In a known manner, a direct current is generated and regulated. In a subsequent inverter stage 6 the DC current is in a known manner with a full bridge circuit 7 switched so that on two output lines, the voltage potential is applied alternately on one or the other line, so that a current with alternating polarity can flow on the two output lines. Via a safety switch 8th are the output lines via an EMC filter 9 with cables LH and LL of the cable 3 connected. In the light 2 lead lines LH and LL on two electrodes of a lamp 10 , thus alternately flows through the current in one direction and in the other direction. The light source 10 can be embodied in different embodiments, according to current technology is preferably a high-pressure discharge lamp, for example a high-pressure metal halide lamp. In the to the light source 10 Leading leads are inductors used by an ignition pulse generator 11 Generated surges as ignition pulses to the electrodes of the bulb 10 get to the bulb 10 to ignite. For the generation of the ignition pulse is a conductor Z of the cable 3 in the ballast with an ignition switch 12 with the conductor LH or the corresponding output of the inverter stage 6 connected.

In dem Zündimpulsgeber 11 der Leuchte 2 ist der Leiter Z über eine Primärspule eines Transformators 13 mit dem Leiter LL verbunden, sodass ein an der Sekundärwicklung des Transformators 13 angeschlossener Kondensator 13a auf die Durchbruchspannung einer ebenfalls auf der Sekundärseite des Transformators 13 angeordneten Funkenstrecke 14 aufgeladen wird. Mit dem Zünden der Funkenstrecke 14 wird aus dem Kondensator 13a und der angeschlossenen Induktivität ein Schwingkreis gebildet, in dem durch die eingebrachte Ladung des Kondensators 13a eine stark gedämpfte Schwingung von typisch 1 bis 5 MHz hervorgerufen wird. Diese Schwingung wird in die mit den Elektroden des Leuchtmittels 10 in Reihe geschalteten Induktivitäten eingekoppelt, wodurch sich der Versorgungsspannung des Leuchtmittels eine sehr hohe Spannung impulsartig überlagert, die zum Zünden des Leuchtmittels 10 führt.In the ignition pulse generator 11 the light 2 is the conductor Z via a primary coil of a transformer 13 connected to the conductor LL, so one on the secondary winding of the transformer 13 connected capacitor 13a on the breakdown voltage also on the secondary side of the transformer 13 arranged spark gap 14 is charged. With the ignition of the spark gap 14 gets out of the condenser 13a and the connected inductance formed a resonant circuit in which by the introduced charge of the capacitor 13a a strongly damped oscillation of typically 1 to 5 MHz is caused. This vibration is in the with the electrodes of the bulb 10 Coupled inductors connected in series, whereby the supply voltage of the lamp a very high voltage impulsively superimposed, which is used to ignite the bulb 10 leads.

In einer (nicht dargestellten) Ausführungsform dieser Zündgeräte ist bereits intern eine Verbindung des Zündgeräts 11 mit dem Anschluss LH enthalten, die über einen integrieren Zeitgeber gesteuert wird. Bei einer Verwendung dieser Ausführung kann die mit Z bezeichnete Leitung entfallen oder ist nicht mehr an die Leuchte 2 angeschlossen.In one embodiment (not shown) of these ignitors is already internally a connection of the ignitor 11 with the LH port controlled by an integrated timer. When using this design, the designated Z line can be omitted or is no longer to the light 2 connected.

In bekannter Technik enthält das Kabel ferner zwei Leitungen D+, D-, die zum Durchschleifen eines Potentials dienen und einen Sensorkreis für wenigstens einen in der Leuchte 2 enthaltenden Schalter 15, 16 bilden. Diese in Analogtechnik ausgebildeten Schalter 15, 16 können im Betriebszustand geschlossen sein, sodass der geschlossene Zustand der Schalter 15, 16 im Vorschaltgerät 1 erkennbar ist. Wird einer der Schalter geöffnet, beispielsweise bei einem Glasbruch der Glasscheibe der Leuchte 2 oder durch einen Türkontaktschalter, durch den der Zugang zu der Leuchte 2 erfolgt, kann im Vorschaltgerät eine Sicherheitsabschaltung erfolgen, indem der Sicherheitsschalter 8, beispielsweise durch ein Relais, geöffnet wird, sodass das Leuchtmittel 10 der Leuchte 2 nicht mehr mit einer Betriebsspannung versorgt wird.In known technology, the cable further includes two lines D +, D-, which serve to loop through a potential and a sensor circuit for at least one in the lamp 2 containing switch 15 . 16 form. This trained in analog technology switch 15 . 16 can be closed in the operating state, so that the closed state of the switch 15 . 16 in the ballast 1 is recognizable. If one of the switches is opened, for example in the case of a glass breakage of the glass pane of the luminaire 2 or through a door contact switch, through which access to the light 2 a safety shutdown can take place in the ballast by the safety switch 8th , for example, by a relay, is opened so that the bulb 10 the light 2 is no longer supplied with an operating voltage.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an die Leiter D+ und D- des Kabels 3 im Vorschaltgerät 1 ein Datenmodul 17 mit einem Mikroprozessor 18 und in der Leuchte 2 ein Datenmodul 19 mit einem Mikroprozessor 20 angeordnet. In unten noch näher beschriebener Weise findet zwischen den Datenmodulen 17, 19 ein bidirektionaler Datenaustausch statt, der auf den für den Sensorkreis bereits vorhandenen Leitern D+, D- stattfindet, sodass das Kabel 3 keine zusätzlichen Leiter für den Datenaustausch benötigt. Wie unten noch näher erläutert wird, erfolgt über die Leiter D+, D- auch die Spannungsversorgung für das Datenmodul 19 in der Leuchte 2.In the illustrated embodiment, the conductors D + and D- of the cable 3 in the ballast 1 a data module 17 with a microprocessor 18 and in the light 2 a data module 19 with a microprocessor 20 arranged. In the manner described in more detail below takes place between the data modules 17 . 19 a bidirectional data exchange takes place, which takes place on the already existing for the sensor circuit conductors D +, D-, so that the cable 3 No additional conductors needed for data exchange. As will be explained in more detail below, via the conductors D +, D- also the power supply for the data module 19 in the light 2 ,

2a verdeutlicht schematisch die im Kabel 3 zusammengefassten Leiter, wobei die in 1 dargestellte Anzahl der Leiter ohne weiteres erhöht werden kann, wie dies in 2 gestrichelt dargestellt ist. 2a illustrates schematically in the cable 3 summarized ladder, whereby the in 1 shown number of conductors can be easily increased, as shown in 2 is shown in dashed lines.

2b lässt erkennen, dass die zur Versorgung des Leuchtmittels 10 mit der Betriebsspannung vorgesehenen Leiter LH und LL sowie der Schutzleiter PE wegen des dort fließenden Stroms mit einem deutlich größeren Querschnitt ausgebildet sind als die für einen geringeren Strom ausgelegten Leiter D+, D- und Z sowie ggf. zusätzliche Leiter. 2 B indicates that the supply to the bulb 10 provided with the operating voltage conductor LH and LL and the protective conductor PE are formed because of the current flowing there with a much larger cross-section than the designed for a lower power conductor D +, D and Z and possibly additional conductors.

Die Leiter befinden sich in dem Kabel 3 innerhalb eines stabilen Kabelmantels 21.The conductors are in the cable 3 within a stable cable sheath 21 ,

Die Anordnung der Leiter in dem Kabel 3 hat zur Folge, dass die als Datenleiter vorgesehenen Leiter D+ und D- unterschiedliche Abstände zu den für die hohen Leistungen vorgesehenen Leiter LH einerseits und LL andererseits haben. Das Leitersystem bildet aufgrund seiner Gestaltung ein System von gekoppelten Induktivitäten 22, dass in 3a veranschaulicht ist. The arrangement of the conductors in the cable 3 The consequence of this is that the conductors D + and D- provided as data conductors have different distances from the conductors LH provided on the one hand and LL on the other hand. Due to its design, the ladder system forms a system of coupled inductors 22 that in 3a is illustrated.

Das in 3b dargestellte Diagramm zeigt den Verlauf 23 des Lampenstroms I_L auf den Leitern LH und LL. Das darunter angeordnete Diagramm gemäß 3c zeigt den daraus resultierenden Verlauf 24 der durch induktive Kopplung resultierenden Störimpulse. Wenn der Lampenstrom im Beispiel einer 9 kW-Lampe 10 in einer typischen Anwendung zwischen -55 A und +55 A in einer Zeitspanne von etwa 20 bis 30 µs wechselt (3b) entsteht ein induzierter Spannungsimpuls mit einer Breite von typisch 20 bis 30 µs. Die typische maximale Pulsspannung Umax liegt bei einer Kabellänge von 15 m bei ca. 7 V und erreicht bei einer Kabellänge von 100 m Werte bis 50 V.This in 3b Diagram shown shows the course 23 the lamp current I _L on the conductors LH and LL. The diagram underneath according to 3c shows the resulting course 24 the interference pulses resulting from inductive coupling. When the lamp current in the example of a 9 kW lamp 10 changes in a typical application between -55 A and +55 A in a period of about 20 to 30 μs ( 3b ) produces an induced voltage pulse with a width of typically 20 to 30 μs. The typical maximum pulse voltage Umax is approx. 7 V with a cable length of 15 m and achieves values up to 50 V with a cable length of 100 m.

4 zeigt schematisch eine ebenfalls vorhandene kapazitive Kopplung 25 zwischen den Leitern des Kabels 3, weshalb in 4a zwischen den Leitern symbolisch diskrete Kapazitäten eingezeichnet sind, die als solche natürlich nicht vorhanden sind. Vielmehr bilden die Leiter über die Länge verteilte Kapazitäten aus. Diese führen bei der Umpolung der Betriebsspannung auf den Leitungen LH und LL für das Leuchtmittel 10 zu Einschwing- und Überschwingvorgängen, wie sie in 4b dargestellt sind. Diese kapazitiv eingekoppelten Störungen 25' entstehen nicht vollständig simultan auf den Leitern LH und LL. In der Praxis kommt es zu einem zeitlichen Versatz der Stromänderungen aufgrund von Bauteiltoleranzen des EMV-Filters 9. 4 schematically shows a likewise existing capacitive coupling 25 between the conductors of the cable 3 , which is why in 4a between the ladders symbolically discrete capacities are drawn, which of course are not available as such. Rather, the conductors form distributed over the length of distributed capacity. These lead to the polarity reversal of the operating voltage on the lines LH and LL for the bulb 10 to transients and overshoots, as in 4b are shown. These capacitively coupled disturbances 25 ' do not arise completely simultaneously on the conductors LH and LL. In practice, there is a time offset of the current changes due to component tolerances of the EMC filter 9 ,

Amplitudenunterschiede ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Entfernung der Leiter D+, D- von den Leitern LH und LL.Amplitude differences arise due to the different distances of the conductors D +, D- from the conductors LH and LL.

Eine naheliegende Maßnahme zur Beseitigung der induktiv und/oder kapazitiv eingekoppelten Störungen könnte darin bestehen, die Leiter D+, D- im Kabel abzuschirmen oder gar in einem eigenen Kabel zu verlegen. Dies führt allerdings zu einem in vielen Anwendungsfällen wirtschaftlich nicht vertretbaren Aufwand. Eine gewisse Abhilfe kann auch dadurch erfolgen, dass die Leiter D+, D- verdrillt werden, sodass sich gemittelt gleiche Abstände zu LH und LL ergeben. Auch hierfür ist ein Aufwand erforderlich, der häufig nicht vom Anwender toleriert wird. Die im Folgenden erläuterten Schaltungsmaßnahmen dienen daher dazu, den Einsatz der bisher verwendeten einfachen, aber robusten Kabel zu ermöglichen, die weder eine Abschirmung noch eine Verdrillung von Leitern aufweisen. Demgemäß werden Schaltungsmaßnahmen realisiert, die eine Datenübertragung trotz der induktiv und kapazitiv eingekoppelten Störungen ermöglichen.An obvious measure for eliminating the inductively and / or capacitively coupled interference could be to shield the conductors D +, D- in the cable or even to lay in a separate cable. However, this leads to a cost in many applications economically unreasonable effort. A certain remedy can also be achieved by twisting the conductors D +, D-, so that averaged equal distances to LH and LL result. Again, an effort is required that is often not tolerated by the user. The circuit measures explained below therefore serve to enable the use of the previously used simple but robust cables, which have neither a shield nor a twist of conductors. Accordingly, circuit measures are implemented which enable data transmission despite the inductively and capacitively coupled interference.

Bezüglich der induktiv eingekoppelten Störungen 24 zeigt 5 eine prinzipielle Schaltungsmaßnahme, durch die eine Auswirkung der induktiven Kopplung 22 auf den Empfang der Daten auf der jeweiligen Empfängerseite praktisch eliminiert wird.Regarding the inductively coupled disturbances 24 shows 5 a principal circuit measure, by the effect of inductive coupling 22 is virtually eliminated on the reception of the data on the respective receiver side.

Hierzu ist in dem betreffenden Datenmodul 17, 19 eine Datenübertragungsschaltung 26 vorgesehen, die als Stromquelle mit einem hohen Innenwiderstand 27 (R_i→∞) ausgebildet ist. Da bei der Stromquelle 26 mit hohem Innenwiderstand 27 der fließende Strom weitgehend unabhängig von der Spannung ist, gelangt auf die Empfängerseite der Strom I_TX. Fließt dieser Strom auf der Empfängerseite durch einen Abschlusswiderstand 28 mit dem Widerstandswert R, fällt über dem Abschlusswiderstand die Spannung U_TX=R * I_TX ab. Daraus resultiert, dass der Ausgangsstrom I_TX in der Datenübertragungsschaltung 26 am Abschlusswiderstand 28 in eine Spannung U_TX umgeformt wird und unabhängig von den induktiv eingekoppelten Störungen ist, die sich lediglich auf der Senderseite auswirken.This is in the relevant data module 17 . 19 a data transmission circuit 26 designed as a power source with a high internal resistance 27 (R _i → ∞) is formed. Because at the power source 26 with high internal resistance 27 the flowing current is largely independent of the voltage, reaches the receiver side of the current I _TX . This current flows through a terminator on the receiver side 28 with the resistance R, the voltage U _TX = R * I _TX drops across the termination resistor. As a result, the output current I _TX in the data transmission circuit 26 at the terminator 28 is transformed into a voltage U _TX and is independent of the inductively coupled noise, which only affect the transmitter side.

Das so dargestellte Prinzip der Eliminierung der induktiv eingekoppelten Störungen auf der Empfängerseite wird in der Praxis nicht mit einem einfachen ohmschen Abschlusswiderstand 28 realisiert werden, sondern mit einer Abschlussschaltung 29, die einen Brückengleichrichter mit nachgeschaltetem Siebkondensator und einer ohmschen Last aufweist. Hiermit ist ein für die Stromversorgung des Datenmoduls 19 auf der Empfängerseite geeigneter höherer Strom realisierbar. Diese Abschlussschaltung ist in 5 als (bevorzugte) Alternative dargestellt.The principle of the elimination of inductively coupled noise on the receiver side, which is illustrated in this way, does not in practice work with a simple ohmic terminating resistor 28 be realized, but with a termination circuit 29 , which has a bridge rectifier with downstream filter capacitor and a resistive load. This is one for the power supply of the data module 19 suitable higher current can be realized on the receiver side. This termination circuit is in 5 represented as a (preferred) alternative.

6 zeigt exemplarisch einen schematischen Aufbau der Datenübertragungsschaltung 26 des Vorschaltgeräts 1 und einer über die Leiter D+, D- des Kabels 3 angeschlossenen Datenempfangsschaltung 30 der Leuchte 2. Datenübertragungsschaltung 26 und Datenempfangsschaltung 30 sind im Vorschaltgerät 1 und in der Leuchte 2 prinzipiell gleich aufgebaut. 6 zeigt daher die für die Datenübermittlung vom Vorschaltgerät 1 zur Leuchte 2 wesentlichen Teile der Schaltung, während 7 die entsprechenden Schaltungsteile für die Rückübermittlung von Daten von der Leuchte 2 zum Vorschaltgerät 1 verdeutlichen. 6 shows an example of a schematic structure of the data transmission circuit 26 of the ballast 1 and one over the wires D +, D- of the cable 3 connected data receiving circuit 30 the light 2 , Data transmission circuit 26 and data receiving circuit 30 are in the ballast 1 and in the light 2 basically the same. 6 shows therefore the data transmission from the ballast 1 to the light 2 essential parts of the circuit while 7 the corresponding circuit parts for the return of data from the light 2 to the ballast 1 clarify.

Für die Übermittlung von Daten vom Vorschaltgerät 1'zur Leuchte 2 (6) erzeugt der Mikroprozessor 18 (1) entsprechende Dateninhalte TX_B, die auf eine Steuerschaltung 31 gelangen. Die Steuerschaltung 31 wird mit einem Startsignal (Enable-Signal En_B) aktiviert. Am Ausgang der Steuerschaltung 31 werden die für das Schalten einer als Vollbrücke 32 ausgebildeten Stromquelle 33 benötigten Steuersignale A, B, C, D bereit gestellt. Die Steuerschaltung funktioniert derart, dass im Zustand 1: „Datenbit = 1 senden“ die Transistoren A und D, im Zustand 2: „Datenbit = 0 senden“ die Transistoren B und C oder im Zustand 3 „Sender aus, empfangen!“ gar kein Transistor angesteuert werden. Im Zustand 1 ermöglicht Transistor „A“ einen definierten Stromfluss in den Leiter D+ hinein, Transistoren „B“ und „C“ sperren, und Transistor „D“ verursacht einen definierten Stromfluss in den Leiter D-, sodass auf der Brückendiagonalen D+ aufwärts und D- abwärts gezogen werden. Im Zustand 2 wird nun durch Transistor „B“ in D- ein Stromfluss hinein aufwärts und durch Transistor „C“ aus D+ heraus abwärts erzeugt, und im Zustand 3 ist die Vollbrücke passiv, sodann können Daten empfangen werden. In einer anderen Ausführungsform können die gezeigten bipolaren Transistoren beispielsweise als MOSFET oder als JFET, oder noch andere Bauelemente bzw. Bauelementgruppen mit vergleichbaren Eigenschaften ausgeführt werden. In einer weiteren anderen Ausführungsform kann anstelle der dargestellten Emitterwiderstände jeweils eine als Stromquelle arbeitende Baugruppe vorliegen, und anstelle der vier gezeigten, diskreten Transistoren A, B, C, D können jeweils als Schalter funktionierende Bauelemente oder Baugruppen eingefügt sein. In der gezeigten Ausführungsform heißt „Ansteuern“, dass die Basis des jeweiligen Transistors derart an eine von der jeweiligen Versorgungsspannung gering abliegende Spannung gelegt wird, sodass abzüglich der Emitter-Basis-Spannung eine Spannung über dem Widerstand abfällt derart, dass am Kollektor ein definierter Stromfluss entnommen werden kann. Zwischen dieser Stromtreiberschaltung und den Leitern D+, D- im Kabel ist ein Filter 36' gesetzt. Er leitet die Stromsignale aus der Treiberschaltung bei nur geringem Spannungsverlust durch, stellt jedoch für die hochfrequenten Spannungsspitzen von mehreren hundert Volt aus der kapazitiven Störeinkopplung per Tiefpass eine Barriere dar, die neben dem Zweck der Datenfilterung im Empfangsbetrieb, auch dem Zweck des Schutzes der Stromtreiberschaltung dient. Weiterhin sind Freilaufdioden 35 eingefügt, derart dass in seltenen Fällen mehrerer, sich überlagernder Störereignisse, die trotz Filter 36' zu Spannungsspitzen über die Versorgungsspannung VDD hinaus, oder unter das Massepotential herunter führen können, diese Spannungsspitzen ohne Gefahr für die Transistoren A, B, C und D über- bzw. unterschwingen können. Im Über- bzw. Unterschwingzeitraum erlischt lediglich der Stromfluss. Transistoren und Freilaufdioden müssen für die maximal zu erwartenden Überschwingspannungen ausgelegt werden.For the transmission of data from the ballast 1 'to the light 2 ( 6 ) is generated by the microprocessor 18 ( 1 ) corresponding data contents TX _B , which on a control circuit 31 reach. The control circuit 31 is activated with a start signal (enable signal En _B ). At the output of the control circuit 31 are the ones for switching one as full bridge 32 trained power source 33 required control signals A, B, C, D provided. The control circuit functions such that in the state 1 : "Data bit = 1 send" transistors A and D, in the state 2 : "Data bit = 0 send" transistors B and C or in the state 3 "Transmitter off, receive!" No transistor can be controlled. In condition 1 allows transistor "A" a defined current flow in the conductor D + in, transistors "B" and "C" lock, and transistor "D" causes a defined current flow in the conductor D-, so pulled on the bridge diagonal D + up and D- down become. In condition 2 is now by transistor "B" in D- a current flow in upwards and down through transistor "C" from D + out, and in the state 3 if the full bridge is passive, then data can be received. In another embodiment, the bipolar transistors shown can be embodied, for example, as a MOSFET or as a JFET, or even other components or component groups with comparable properties. In yet another embodiment, instead of the illustrated emitter resistors there may each be an assembly operating as a current source, and instead of the four discrete transistors A, B, C, D shown, functioning components or assemblies may each be inserted as switches. In the embodiment shown, "driving" means that the base of the respective transistor is connected to a voltage which is slightly remote from the respective supply voltage so that, minus the emitter-base voltage, a voltage across the resistor drops such that a defined current flow at the collector can be removed. Between this current driver circuit and the conductors D +, D- in the cable is a filter 36 ' set. It passes the current signals from the driver circuit with only a slight loss of voltage, but represents for the high-frequency voltage peaks of several hundred volts from the capacitive interference coupling by low-pass a barrier that serves in addition to the purpose of data filtering in the receive mode, also the purpose of protecting the current driver circuit , Furthermore, free-wheeling diodes 35 so that in rare cases multiple, superimposed disturbing events, despite the filter 36 ' can lead to voltage spikes beyond the supply voltage VDD, or below the ground potential down, these voltage spikes without danger to the transistors A, B, C and D can overshoot or undershoot. In the overshoot or undershoot period, only the current flow disappears. Transistors and freewheeling diodes must be designed for the maximum expected overshoot voltages.

In der Datenempfangsschaltung 30 sind die Leiter D+ und D- über die in Serie geschalteten Schalter 15, 16 mit einem ersten Filter 36 verbunden, das so ausgebildet ist, dass es für eine Übertragung der Versorgungsleistung des Datenmoduls 19 geeignet ist. Daran schließt sich ein zweites Filter 37 an, bevor die Signale auf den beiden Leitungen D+, D- einer Subtraktionsstufe 38 (D+ - D-) zugeleitet werden. Mit dieser Subtraktionsstufe 38 werden solche Störungen eliminiert, die auf die beiden Leiter D+, D- in gleicher Weise und gleichphasig eingekoppelt werden. Das so gebildete Empfangssignal RX_L gelangt dann auf den Mikroprozessor 20 der Leuchte. An den Ausgang des ersten Filters 36 ist parallel zu dem zweiten Filter eine Spannungsversorgungsstufe 39 geschaltet, die mit einer Vollbrückenschaltung und einem nachgeschalteten Speicherkondensator aus den übertragenen Datensignalen eine Versorgungsspannung VDD_L gewinnt.In the data receiving circuit 30 the conductors D + and D- are via the series-connected switches 15 . 16 with a first filter 36 connected, which is designed to allow transmission of the power supply of the data module 19 suitable is. This is followed by a second filter 37 before the signals on the two lines D +, D- of a subtraction stage 38 (D + - D-) are supplied. With this subtraction stage 38 are eliminated such interference, which are coupled to the two conductors D +, D- in the same way and in-phase. The received signal RX _L thus formed then passes to the microprocessor 20 the light. To the output of the first filter 36 is a power supply stage in parallel to the second filter 39 connected, which wins a supply voltage VDD _L with a full bridge circuit and a downstream storage capacitor from the transmitted data signals.

In der Datenübertragungsschaltung 26 des Vorschaltgeräts 1 ist an einem Fußpunktwiderstand 40 der Stromquelle 33 ein Operationsverstärker 41 als Detektor für den Schalterzustand der Schalter 15, 16 angeschlossen. Ist einer der Schalter 15, 16 in der Leuchte 2 geöffnet, fließt bei der Ansteuerung der diagonalen Anschlüsse A, D bzw. B, C kein Strom, sodass über den Fußpunktwiderstand 40 keine Spannung abfällt. Dies wird von dem Operationsverstärker 41 detektiert, der seinen Pegel am Ausgang in diesem Fall absenkt, sodass das Relais in der Sicherheitsschaltung 8 ( 1) die Schaltkontakte öffnet und die Betriebsspannung für das Leuchtmittel 10 unterbricht. Die Operationsverstärkerbaugruppe 41 ist mit einem Tiefpass ausgestattet, sodass während der kurzzeitigen Unterbrechung des Stromflusses (Enable-Signal En_B deaktiviert), wie es bei der Datenübertragung vom Strahler zurück zum Vorschaltgerät auftritt, das Signal „D ok“ am Ausgang des Operationsverstärkers 41 dennoch lückenlos gesetzt bleibt.In the data transmission circuit 26 of the ballast 1 is at a footpoint resistance 40 the power source 33 an operational amplifier 41 as a detector for the switch state of the switch 15 . 16 connected. Is one of the switches 15 . 16 in the light 2 opened, when driving the diagonal terminals A, D and B, C no current flows, so on the Fußpunktwiderstand 40 no voltage drops. This is done by the operational amplifier 41 detected, which lowers its level at the output in this case, so that the relay in the safety circuit 8th ( 1 ) opens the switch contacts and the operating voltage for the lamp 10 interrupts. The operational amplifier board 41 is equipped with a low-pass filter, so that during the brief interruption of the current flow (enable signal En _B deactivated), as occurs during the data transmission from the radiator back to the ballast, the signal "D ok" at the output of the operational amplifier 41 nevertheless remains set completely.

7 verdeutlicht die Datenempfangsschaltung 30 im Vorschaltgerät 1 und die Datenübertragungsschaltung 26 in der Leuchte 2. Erhält der Mikroprozessor 20 der Leuchte 2 ein Datensignal von dem Vorschaltgerät 1, mit dem die Übermittlung bestimmter Daten angefordert wird, erzeugt er die entsprechenden Datensignale als Sendesignale TX_L und generiert ein Einschaltsignal En_L für die Steuerung 31. Über die Stromquelle 33 und die Filteranordnung 36 gelangt das Datensignal auf die Leiter D+, D-. Die Verarbeitung in der Datenempfangsschaltung 30 erfolgt mit den Filtern 36' und 37' sowie mit der Subtraktionsschaltung 38', wie anhand der Datenempfangsschaltung 30 für die Leuchte 2 erläutert. Zum Empfang der Datensignale wird von dem Mikroprozessor 18 des Vorschaltgeräts das Enable-Signal En_B auf Null gesetzt, sodass die Datenübertragungsschaltung 26 des Vorschaltgeräts 1 ausgeschaltet ist und die empfangenen Signale nicht beeinträchtigt. 7 illustrates the data receiving circuit 30 in the ballast 1 and the data transmission circuit 26 in the light 2 , Receives the microprocessor 20 the light 2 a data signal from the ballast 1 , With which the transmission of certain data is requested, it generates the corresponding data signals as transmission signals TX _L and generates a turn-on signal En _L for the controller 31 , About the power source 33 and the filter assembly 36 the data signal reaches the conductors D +, D-. The processing in the data receiving circuit 30 done with the filters 36 ' and 37 ' as well as with the subtraction circuit 38 ' as by the data receiving circuit 30 for the lamp 2 explained. To receive the data signals is from the microprocessor 18 of the ballast, the enable signal En _{B set} to zero, so that the data transmission circuit 26 of the ballast 1 is switched off and does not affect the received signals.

Obwohl die Datenübertragungsschaltungen 26 und Datenempfangsschaltungen 30 im Vorschaltgerät 1 und in der Leuchte 2 prinzipiell gleich aufgebaut sind, gibt es geringfügige funktionale Unterschiede. Während in der Leuchte 2 der Spannungshub im Durchlassbereich des ersten Filters auf VDD_L begrenzt wird, muss im Vorschaitgerät ein Überschwingen ermöglicht werden. In der Leuchte 2 wird ein (nicht dargestellter) Regler verwendet, um das Ansteigen der Spannung VDD_L über einen Grenzwert hinaus zu vermeiden. Hierzu wird der Speicherkondensator, der die Energie für die Rücksendung der Daten von der Leuchte 2 zum Vorschaltgerät 1 zur Verfügung stellt, beim Überschreiten der Sollspannung etwas entladen, bis die Sollspannung wieder erreicht ist. Die Entladung kann dabei über einen zugeschalteten ohmschen Widerstand erfolgen.Although the data transmission circuits 26 and data receiving circuits 30 in the ballast 1 and in the light 2 are basically the same, there are minor functional differences. While in the light 2 the voltage swing in the passband of the first filter is limited to VDD _L , overshoot must be possible in the predriver. In the light 2 For example, a regulator (not shown) is used to prevent the voltage VDD _L from rising above a threshold. For this purpose, the storage capacitor, which provides the energy for the return of data from the luminaire 2 to the ballast 1 provides, when the set voltage is exceeded something discharged until the set voltage is reached again. The discharge can be done via a switched ohmic resistance.

In 8 ist eine schematische Komplettschaltung für das Datenmodul 17 des Vorschaltgeräts 1 und das Datenmodul 19 der Leuchte 2 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass das Filter 36 zugleich für das Aussenden wie für den Empfang der digitalen Signale verwendet wird.In 8th is a schematic complete circuit for the data module 17 of the ballast 1 and the data module 19 the light 2 shown. It becomes clear that the filter 36 At the same time it is used for sending as well as for receiving the digital signals.

Anhand der 5 war verdeutlicht worden, dass induktiv eingekoppelte Störungen auf die Datenübertragung keine Auswirkungen haben, wenn senderseitig die Daten mit einer Stromquelle 33 mit einem hohen Innenwiderstand übermittelt werden. Kapazitiv eingekoppelte Störungen, wie sie in 8 angedeutet werden, wirken in den Übertragungskreis hinein, indem die Koppelkapazitäten 25 des Kabels 3 mit dem Empfängerwiderstand 28, 29 (5) einen Hochpass bilden. In der Praxis liegen die kapazitiv eingekoppelten Störungen bei einer Frequenz ≥ 300 kHz. Demgemäß dienen die Filter 36, 37 und 36', 37' als Tiefpässe, mit denen, insbesondere mit den Filtern 37, 37' die hochfrequenten Störungen stark bedämpft werden. Die Unterteilung der Filter in das erste Filter 36 und das zweite Filter 37 beruht darauf, dass das erste Filter 36, 36' auch für den Sendebetrieb verwendet werden kann und für die Durchleitung größerer Leistungen geeignet ist, während die zweiten Filter 37, 37' für die Bedämpfung der kapazitiv eingekoppelten Störungen für einen störungsfreien Datenempfang ausgelegt sind. Ausführungsbeispiele für die Filter sind in der 9 dargestellt.Based on 5 It had been clarified that inductively coupled interferences have no effect on the data transmission when the transmitter is transmitting the data to a power source 33 be transmitted with a high internal resistance. Capacitive coupled noise, as in 8th be hinted at, act in the transmission circle by the coupling capacity 25 of the cable 3 with the receiver resistance 28 . 29 ( 5 ) form a high pass. In practice, the capacitively coupled noise is at a frequency ≥ 300 kHz. Accordingly, the filters are used 36 . 37 and 36 ' . 37 ' as low passes, with those, especially with the filters 37 . 37 ' the high-frequency disturbances are heavily damped. The subdivision of the filters into the first filter 36 and the second filter 37 based on that the first filter 36 . 36 ' can also be used for the transmission mode and is suitable for the passage of larger power, while the second filter 37 . 37 ' are designed for the damping of capacitively coupled interference for trouble-free data reception. Embodiments of the filters are in the 9 shown.

Das in 9a dargestellte Filter 36' ist für die Leistungsdurchleitung für den Sende- und Empfangsbetrieb im Vorschaltgerät 1 konzipiert. Demzufolge bildet die Spule L1 mit den Kondensatoren C1, C2 und dem Widerstand R1 einen Tiefpass, der starke Spannungshübe aus kapazitiver Einkopplung fernhält. Im Sendebetrieb ist der Schalter SW1 geöffnet, sodass R1 und C2 zur Senkung des Gütefaktors der L1-C1-Kombination als Dämpfungsglieder fungieren, um übermäßige Spannungsüberhöhungen im Bereich der Resonanzfrequenz zu unterbinden. Unterhalb der Grenzfrequenz verhalten sich D+ und D- zueinander hochohmig, wie dies für das Stromquellenkonzept benötigt wird.This in 9a illustrated filters 36 ' is for the power transmission for the transmitting and receiving operation in the ballast 1 designed. Consequently, the coil L1 with the capacitors C1, C2 and the resistor R1 forms a low-pass filter, which keeps away strong voltage swings from capacitive coupling. In the transmission mode, the switch SW1 is open, so that R1 and C2 act as attenuators for lowering the quality factor of the L1-C1 combination in order to prevent excessive voltage peaks in the region of the resonance frequency. Below the cutoff frequency, D + and D- behave at high impedance to each other, as is required for the current source concept.

Im Empfangsbetrieb ist SW1 geschlossen und R1 und R1' arbeiten als Terminierungswiderstände. Die Resonanz des L1-C1-Filters ist bedämpft, es bleibt unterhalb der L1-C1-Grenzfrequenz jedoch weiterhin niederohmig.In receive mode, SW1 is closed and R1 and R1 'work as termination resistors. The resonance of the L1-C1 filter is damped, but it remains below the L1-C1 cutoff frequency but still low impedance.

9b zeigt ein Ausführungsbeispiel des ersten Filters 36 in der Leuchte 2. Auch dieses Filter ist zur Leistungsdurchleitung ausgelegt und hält Spannungsabfälle klein, weil ein Tiefpass mit der Spule L2 gebildet wird. Auch hier werden große Spannungshübe aus kapazitiv eingekoppelten Störungen von der Stromquelle durch den Tiefpass L2, C3 fern gehalten. Beim Erreichen der Empfangsspannung VDD_L durch Aufladen des Speicherkondensators per Brückengleichrichter werden die Leitungen D+, D- niederohmig vom Empfänger ausgewertet. Beim Rücksenden der Daten in einem durch die gespeicherte Energie des Speicherkondensators bestimmten Zeitintervall wird die Spannung VDD_L verringert. Somit entfällt eine schaltbare Terminierung und die nachgeschaltete Kombination aus R2-C4 dient ausschließlich der Resonanzunterdrückung der vorgeschalteten L2-C3-Kombination. 9b shows an embodiment of the first filter 36 in the light 2 , Also, this filter is designed for power transmission and keeps voltage drops small, because a low-pass filter is formed with the coil L2. Again, large voltage swings from capacitively coupled noise from the power source through the low pass L2, C3 kept away. Upon reaching the receiving voltage VDD _L by charging the storage capacitor by bridge rectifier lines D +, D- are evaluated low impedance from the receiver. When the data are returned in a time interval determined by the stored energy of the storage capacitor, the voltage VDD _{L is} reduced. This eliminates a switchable termination and the downstream combination of R2-C4 is used exclusively for suppressing the resonance of the upstream L2-C3 combination.

9c zeigt ein Ausführungsbeispiel des Filters 37, das nicht mehr zur Leistungsdurchleitung geeignet ist, sondern der Einstellung einer Tiefpass-Grenzfrequenz dient. Das Filter kann mit kostengünstigen R-C-Tiefpassfilterketten realisiert sein. Da dieses Filter sich an das erste Filter 36 anschließt, ist die Verbindung zwischen R2, C4 (9b) des ersten Filters 36 wirkungsmäßig zugleich der erste Tiefpass der Tiefpasskette des Filters 37. 9c shows an embodiment of the filter 37 , which is no longer suitable for power transmission, but serves to set a low-pass cutoff frequency. The filter can be realized with inexpensive RC low-pass filter chains. Because this filter is attached to the first filter 36 connects, the connection between R2, C4 ( 9b ) of the first filter 36 at the same time the first low pass of the low pass filter of the filter 37 ,

Das in 9d dargestellte Filter 37' besteht ebenfalls aus kostengünstigen R-C-Tiefpassfilterketten. In ähnlicher Weise liegt der Anknüpfungspunkt für das Filter 37' an das Filter 36' zwischen L1, C1 und R1 (9a), da der Verbindungspunkt zwischen R1 und C2 während des Empfangs mit R1', C2' verbunden wird. Auf diese Weise ist das Signalfilter 37' um eine Ordnung höher ausgelegt als das Signalfilter 37.This in 9d illustrated filters 37 ' also consists of inexpensive RC low-pass filter chains. Similarly, the point of attachment for the filter 37 ' to the filter 36 ' between L1, C1 and R1 ( 9a ), because the connection point between R1 and C2 is connected to R1 ', C2' during reception. This is the signal filter 37 ' one order higher than the signal filter 37 ,

Die Auslegung der Filter erfolgt so, dass kapazitiv eingekoppelte Störungen wirkungsvoll bedämpft werden. Dies hat zur Folge, dass die Datenübertragungsrate auf den Durchlassbereich der Tiefpassfilter 36, 37 und 36', 37' angepasst werden muss. The design of the filter is such that capacitively coupled disturbances are effectively damped. As a result, the data transfer rate to the passband of the low-pass filter 36 . 37 and 36 ' . 37 ' must be adjusted.

Da die Menge der zu übertragenen Daten begrenzt ist, liegt hierin jedoch keine wesentliche Beschränkung in der Anwendung für den Datenaustausch zwischen Vorschaltgerät 1 und Leuchte 2.However, since the amount of data to be transmitted is limited, there is no significant limitation in the application for ballast communication 1 and light 2 ,

Das dargestellte Ausführungsbeispiel beruht darauf, dass bei der Übersendung von Datensignalen über die Leiter D+, D- von dem Vorschaltgerät 1 zur Leuchte 2 aus diesen übersandten Signalen in der Leuchte 2 nach einer Gleichrichtung ein Speicherkondensator aufgeladen wird, dessen gespeicherte Energie für die Rücksendung des mit dem Datensignal des Vorschaltgeräts 1 angeforderten Datenvolumens ausreicht. Die Rücksendung der Daten ist somit nur in einem kurzen Zeitintervall nach der Anforderung mittels eines Datensignals aus dem Vorschaltgerät 1 möglich. Auf diese Weise kann auf eine eigene Stromversorgung der Leuchte zum Zwecke der Datenübertragung verzichtet werden.The illustrated embodiment is based on the fact that in the transmission of data signals via the conductor D +, D- of the ballast 1 to the light 2 from these transmitted signals in the lamp 2 after a rectification a storage capacitor is charged, the stored energy for the return of the data signal of the ballast 1 requested data volume is sufficient. The return of the data is thus only in a short time interval after the request by means of a data signal from the ballast 1 possible. In this way can be dispensed with its own power supply of the lamp for the purpose of data transmission.

Claims

Luminaire arrangement comprising a ballast (1) and at least one luminaire (2) connected to the ballast (1) via a cable (3), in which - the ballast (1) has at least two terminals for providing an operating voltage for the luminaire (2) , a terminal for a protection potential, a connection for an ignition pulse and two terminals of a sensor circuit for a safety shutdown, the lamp (2) a luminaire housing, a lighting means (10), an ignition circuit (11) and at least one switch (15, 16 ) for the sensor circuit and at least two to the lighting means (10) connected terminals for the supply of the operating voltage, a connected to the lamp housing protective terminal and two with the at least one switch (15, 16) connected terminals, - the cable (3) at least one of the number of connections corresponding number of conductors, the ballast (1) with the lamp (2) connects, dadurc h characterized in that the luminaire (2) has at least one sensor and a microcomputer (20) and the ballast (1) has a microcomputer (18) and that between the microcomputers (18, 20) a bidirectional digital data exchange with a respective data transmission circuit (26 ) and a data receiving circuit (30) in the ballast (1) and in the lamp (2) via the cable (3) is provided.

Luminaire arrangement after Claim 1 , characterized in that a supply voltage for the microcomputer (20) and the data transfer circuit (26) and data receiving circuit (30) of the lamp (2) via the conductor (D +, D) of the cable (3) is transferable, which is not for the transmission the operating voltage for the lamp (2) are provided.

Luminaire arrangement after Claim 1 or 2 , characterized in that the data transmission circuit (26) of the lamp (2) by a transmission of data of the ballast (1) can be activated.

Luminaire arrangement according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the data transmission circuits (26) and data receiving circuits (30) of both the ballast (1) and the lamp (2) with not provided for the transmission of the operating voltage for the lamp (2) conductors (LH, LL) of the cable (3) are connected.

Luminaire arrangement according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the data transmission circuits (26) and data reception circuits (30) of both the ballast (1) and the luminaire (2) are connected to the same two conductors (D +, D-) of the cable (3).

Luminaire arrangement after Claim 5 , characterized in that the two conductors (D +, D-) of the cable to the terminals of the ballast (1) for the sensor circuit and the two with the at least one switch (15, 16) connected terminals of the lamp (2) are connected ,

Luminaire arrangement according to one of Claims 1 to 6 characterized in that the data transmission circuits (26) are formed as current sources having a high internal resistance and the data receiving circuits (30) having a low internal resistance.

Luminaire arrangement according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the data receiving circuits (30) low-pass filter circuits (36 ', 37') having such a cutoff frequency that a separation of high-frequency capacitively coupled crosstalk interference of the payload data signal.